耀縣水文站水面蒸發折算系數分析

屈阿莉

(陜西省水文水資源勘測局，陜西 西安 710100)

蒸發折算系數的取用，對蒸發資料的使用有較大的影響。陜西省蒸發資料多來源于省內水文站，標準蒸發觀測器為E-601，但是冬季容易結冰，11月～3月E-601蒸發皿無法正常使用，為此通過系數折算分析，用20 cm口徑蒸發皿代替E-601蒸發皿來觀測蒸發量。為充分利用各水文站的蒸發資料，進一步提高水量平衡分析計算成果的精度，本文對耀縣站蒸發觀測資料進行折算系數分析。

1 流域與測站概況

漆水河位于鳳凰山東側之崾崄梁下柳林溝，向東南流14 km與從北流來9 km的塔尼河交匯于金鎖關北。出關后迂回彎曲，到紙坊后，接納了馬構溝之流量，水量加大。漆水河上起源頭，下至漆、沮水河交匯處，全長63.2 km，河流平均比降8.8‰。流域內丘陵溝壑、河道窄深，近年植被較好，氣候比較溫和，夏無酷暑，冬無嚴寒，具有顯著的氣候特征。

耀縣站位于陜西省銅川市耀州區民主路，1956年設站，該站為漆水河下游控制站，系渭北高原中等面積區域代表站，國家基本水文站，省級重要水文站。該站集水面積797 km2，距河口里程1.8 km，主要任務是為防汛部門及下游地區提供實時的水文情報、預報，為防汛減災提供依據；為水利工程規劃、設計和施工、科學研究及其它公共事業需要提供基本數據。觀測項目有水位、流量、含沙量、水溫、降水量、蒸發量、水化、泥顆、墑情等9個項目，其中墑情站2個、下屬降水量站13個。多年平均徑流量為0.3005億m3，多年平均降水量548.6 mm，多年平均氣溫12.3℃。

耀縣站蒸發觀測工作從1959年1月開始，蒸發觀測場地位于該水文站院內，西距漆水河45 m，地勢平整、清潔，土質為壤土。蒸發觀測場布置及儀器設備安裝嚴格按照《水面蒸發觀測規范》(SL 630-2013)執行，觀測場地為12 m×12 m，地面高程為628.90 m，北距24 m處有高為9.5 m的樓房，遮擋率為12.9%；東距29.4 m處有10.5 m高的樓房，遮擋率為3.9%；南邊12 m處有高2.4 m的圍墻，遮擋率為6.4%；西邊28 m處有高2.4 m的圍墻，遮擋率為1.6%。障礙物總遮擋率為24.8%。地表植物高度低于20 cm,四周設高于1.2 m的圍柵，場內鋪設0.3 m～0.5 m寬的觀測小路。場內設有E-601型和20 cm口徑兩種蒸發皿，4月～10月采用E-601型蒸發皿，其余時間用20 cm口徑蒸發皿。

2 資料收集情況

該水文站從1959年開始觀測蒸發，目前已有61a的水文資料。2012年11月開始進行蒸發對比試驗分析，即對E-601蒸發皿與20cm口徑蒸發皿進行同步對比觀測。蒸發場地的選擇、儀器設備的安裝、觀測的方法均按照水面蒸發觀測規范執行，觀測資料保持了較高的精度，每年資料均通過整編和審查驗收。截至目前取得8年的對比資料。對8年的對比資料進行分析計算，去除觀測誤差等因素影響數值后采用3組非汛期對比系數進行分析，即2016年11月～2017年3月，2018年11月～2019年3月，2019年11月～2020年3月。

3 蒸發系數分析方法

根據《水面蒸發觀測規范》(SL 630-2013)6.3.4，冰期用20 cm口徑蒸發皿觀測，要根據代表站標準水面蒸發皿的資料，確定20 cm口徑蒸發皿資料的折算系數。

3.1 均值法

根據耀縣站2016年11月～2020年3月的對比觀測資料進行計算分析，取得3組非汛期蒸發系數，蒸發系數計算見表1。其相應的折算系數計算公式為：

表1 耀縣站2016年～2020年非汛期各月蒸發系數表

K=E601/E20

式中：K為折算系數；E601為標準水面蒸發皿觀測值；E20為口徑20 cm蒸發皿觀測值。

由表1可知E-601蒸發皿與20 cm口徑蒸發皿蒸發量的折算系數非汛期采用0.72。

3.2 圖解法

根據耀縣站2016年11月～2020年3月的對比觀測資料，自坐標原點繪出一條通過點群中心的直線，相關圖見圖1。

圖1 耀縣站2016年～2020年E-601與20 cm蒸發皿系數相關圖

由圖1看出，關系點分布較好，具備定線的條件。因而，可以依據圖中所定直線推求該站蒸發折算系數，通過對關系曲線檢驗，檢驗結果滿足規范要求。采用圖解法計算系數為0.72，相關系數為0.998。

4 成果的合理性分析

根據2016年11月～2020年3月蒸發量對比觀測資料，采用均值法和圖解法分析計算，折算系數均為0.72，相關系數高達0.998。通過對2016年11月～2020年3月非汛期蒸發資料進行檢驗，合格率為75.8%，滿足水面蒸發觀測規范要求。該站E-601和20 cm的系數0.72與相鄰站狀頭站E-601和20 cm的系數0.68、淳化站0.63進行對比分析，該站與狀頭的系數相近，與淳化系數相差較大，其主要原因是各處地形、氣候、觀測場地影響因素不同。綜合分析，本次耀縣站蒸發系數計算合理，可以納入實際應用。

5 結語

耀縣站1959年開始蒸發觀測，至今已積累了61 a的蒸發資料。2012年11月開始E-601蒸發皿與20 cm口徑蒸發皿同時進行對比觀測，取得8 a的對比資料。對8 a的對比資料進行分析計算，去除觀測誤差等因素影響數值后采用3組非汛期數據。

通過兩種方法計算，采用均值法和圖解法非汛期的折算系數均為0.72，兩者相關系數高達0.998。最終得出該站E-601型和20 cm口徑蒸發皿蒸發量的折算系數非汛期(11月～3月)為0.72，成果可靠，即20 cm口徑蒸發皿的蒸發量乘以0.72等于E-601型蒸發量，冬季采用20 cm口徑蒸發皿代替E-601型蒸發皿觀測蒸發量。